DE2202625A1 - Hydraulic power steering device - Google Patents
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Description
Sperry Rand Corporation 116 375Sperry Rand Corporation 116 375
Troy, Michigan, V9St0A.Troy, Michigan, V 9 St 0 A.
Die Entwicklung immer größerer Materialbewegungsmaschinen macht es erforderlich, daß auch die Steuerzylinder der hydraulischen Kraftsysteme ständig vergrößert werden, welche die Eimer, Schaufeln und andere Bewegungseinrichtungen betätigenβ Großformatzylinder mit ihren vielen Zu- und Abführleitungen neben der Bedienungsstation anzuordnen, ist unwirtschaftlich. Ökonomischer ist es, für eine bequeme Installation zu sorgen und mechanische Betätigungseinrichtungen zwischen der Bedienungsstation und dem Steuerzylinder vorzusehen· Solche mechanischen Betätigungseinrichtungen müssen aber eine sehr starke Konstruktion haben und oftmals auch über Umwege in der Maschine wirken, was einen Verlust im Bewegungsweg und eine Beeinträchtigung der Präzision zwischen der Stellung des Bedienungshebels und der Position des Zylinderplungers zur Folge hat, der zuletzt betätigt worden ist. Außerdem wird die manuelle Anstrengung, die für die Betätigung eines Großzylinders aufgewendet werden muß, sehr groß und erhöht zusätzlich die Schwierigkeit für die Gewährleistung einer zuverlässigen Steuerung des Großzylinders von einer entfernten Bedienun^ssteile aus*The development of ever larger material moving machines makes it necessary that the control cylinders of the hydraulic power systems are constantly enlarged, which the buckets, shovels and other moving devices operate β large format cylinders with their many Arranging supply and discharge lines next to the operator station is uneconomical. It is more economical for to provide convenient installation and mechanical controls to be provided between the control station and the control cylinder · Such mechanical Actuating devices must, however, have a very strong construction and often via detours in the Machine act, causing a loss in the range of motion and an impairment of the precision between the positions the control lever and the position of the cylinder plunger that was last operated. In addition, the manual effort required to operate a large cylinder becomes great large and additionally increases the difficulty in ensuring reliable control of the large cylinder from a remote control unit *
Diese Schwierigkeiten werden durch die Verwendung von Hiifskrafteinrichtungen behoben, die einen Wiederholungs-These difficulties are caused by the use of Fixed auxiliary power devices that had a repetitive
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Servomator umfassen, der unter Pilotsteuerung Flüssigkeitsdruck von einer bequemen Druckquelle zuführt„ Derartige Vorrichtungen werden aber unwirksam, wenn der Pilotdruck ausfällt. Ein solcher Fall tritt dann ein, wenn in einer typischen Maschinenkonstruktion ein Motorfehler auftritt. Befindet sich zu diesem Zeitpunkt der Lastträger in angehobener Stellung, besteht keine Möglichkeit, den Hauptplunger zu verschieben und damit den Lastträger herabzulassen,Servomator include the fluid pressure under pilot control from a convenient pressure source supplies “Such However, devices become ineffective if the pilot pressure fails. Such a case occurs when an engine failure occurs in a typical machine design. At this point, the Load carrier in the raised position, there is no way to move the main plunger and thus the Lowering the load carrier,
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Hilfskraft-Steuerrichtzylinder vorzusehen, in welchem ein externer Pilotzylinder betätigt v/erden kann, wenn der normale Pilotzylinder "überfahren" wird, zu dem Zweck, die durch den Hauptplunger abgesperrte Flüssigkeit dem Betätigungskolben des Hauptplungers zuzuführen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Vorrichtung, die einen extern gesteuerten Richtzylinder darstellt, welcher aus einem Hauptkörper besteht und einen in diesem verschiebbar gelagerten Hauptplunger umfaßt und Kammern in dem Hauptkörper und Nuten in dem Hauptplunger aufweist, um den Flüssigkeitsstrom vorwärts und rückwärts zu leiten und den Zu- und Abfluß des Stromes zu einer Arbeitsvorrichtung zu unterbrechen, und eine Zentrierfeder für den Hauptplunger enthält, mit Organen, die einen Betätigungskolben, für den Hauptplunger bilden, der auf entgegengesetzten Enden eine große und eine kleineThe object of the present invention is to provide an improved Provide auxiliary power steering cylinder in which an external pilot cylinder can be actuated / grounded, when the normal pilot cylinder is "overrun", for the purpose, the liquid shut off by the main plunger to be supplied to the actuating piston of the main plunger. This object is achieved according to the invention with a device which represents an externally controlled straightening cylinder, which consists of a main body and a comprises in this slidably mounted main plunger and chambers in the main body and grooves in the main plunger has to flow the liquid forward and to direct backwards and interrupt the inflow and outflow of the current to a working device, and a Contains centering spring for the main plunger, with organs that form an actuating piston for the main plunger, the one on opposite ends one large and one small
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Wirkfläche besitzt, und weiter einen Wiederhol-Pilotzylinder für die Zuführung und Abführung der Druckflüssigkeit zur großen Wirkfläche des Betätigungskorbens sowie einen externen Pilotzylinder aufweist, der normalerweise unwirksam gehalten wird und geeignet ist, den Wiederhol-Pilotzylinder zu "überfahren" und den im Hauptzylinder abgesperrten Druck für die Verschiebung des Betätigungskolbens freizugeben, wenn ein Fehler auftritt und den Hauptplunger zu verschieben, wenn der Wiederhol-Pilotzylinder betätigt wird·Has effective area, and further a repeat pilot cylinder for the supply and discharge of the hydraulic fluid to the large effective area of the actuation cage as well as an external pilot cylinder which is normally kept inoperative and suitable for the Repeat pilot cylinder to "run over" and the pressure shut off in the master cylinder for the displacement of the actuating piston to release if an error occurs and to move the main plunger if the repeat pilot cylinder is operated
Die beigefügten Zeichnungen zeigen:The attached drawings show:
Pig· 1 den Längsschnitt eines Zylinders in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; Pig* 2 die Vergrößerung eines Abschnitts der Pig«,Pig · 1 shows the longitudinal section of a cylinder in a preferred one Embodiment of the invention; Pig * 2 the enlargement of a section of the Pig «,
Wie aus der Pig· 1 zu ersehen ist, besteht der Hauptzylinder aus dem Zylinderkörper 10 und dem Plunger 12, der eine bekannte Porm haben kann und für die Steuerung der hydraulischen Kraft zwischen einer Druckquelle und einer Arbeitsvorrichtung verwendet wird. Zylinder dieser Art haben mehrere in dem Zylinderkörper ausgebildete Ringkammern 14, 15, 17 und 19 und die Plunger sind mit Ausnehmungen oder Nuten 16 und 21 versehen. Die Kammern 14 und 19 wirken mit den Tank-Rückflußwegen des hydraulischen Kraftsystems zusammen, während die Kammern 15 und 17 mit den reversiblen Motorwegen in dem ZylinderAs can be seen from Pig · 1, the master cylinder is made from the cylinder body 10 and the plunger 12, which may have a known Porm and for the control the hydraulic force is used between a pressure source and a work device. Cylinder this Art have several annular chambers 14, 15, 17 and 19 formed in the cylinder body and the plungers are with Recesses or grooves 16 and 21 are provided. The chambers 14 and 19 cooperate with the tank return flow paths of the hydraulic Force system together, while the chambers 15 and 17 with the reversible motor paths in the cylinder
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zusammenwirken. Der Zylinder wird normalerweise noch weitere Kammern und der Plunger auch weitere Nuten enthalten, die in der Zeichnung nicht enthalten aber bei bekannten Typen von Richtsteuerzylindern vorhanden sind.cooperate. The cylinder will normally still be further chambers and the plunger also contain further grooves, which are not included in the drawing but are included known types of straightening control cylinders are available.
Der Plunger 12 ist mit einem Differential-Betätigungskolben 20 versehen, dessen linke Seite eine Wirkfläche hat, d-'.e nur halb so groß ist wie die Wirkfläche der rechten Seite, Auf das rechte Ende des Zylinderkörpers 10 ist mit geeigneten Schrauben das Pilotgehäuse 22 aufgeschraubt, das mit einer zylindrischen Bohrung 26 versehen ist, in welcher der Kolben 20 sich hin- und herbewegt, Für den Plunger 12 und den Kolben 20 sind entsprechend die Dichtungsringe 28 und 30 vorgesehen.The plunger 12 is provided with a differential actuating piston 20 provided, the left side of which has an effective area, d - '. E is only half as large as the effective area of the right On the right end of the cylinder body 10, the pilot housing 22 is screwed with suitable screws, which is provided with a cylindrical bore 26 in which the piston 20 reciprocates, For the Plunger 12 and piston 20 are provided with sealing rings 28 and 30, respectively.
Der Hauptplunger 12 ist mit einer Pilotzylinderbohrung 32 versehen, die über am linken Ende angeordnete Radialbohrungen 34 mit der Tank-Rückflußkammer 14 des Hauptkörpers 10 zusammenwirkt. Der am rechten Ende der Zylinderbohrung 32 vorgesehene Durchgang 36 führt zu dem Raum der kleinen Wirkfläche des Kolbens 20, die ständig dem Druck der Pilotflüssigkeit ausgesetzt ist, wie nachfolgend beschrieben wird. In der Bohrung 32 ist der PiIotzylinderplunger 38 verschiebbar angeordnet, der mit Dichtungsflächen 40 und 42 versehen ist, die in der Zeichnung in neutraler Lage dargestellt sind und die Durchgänge 34 und 36 in der Wirklage verschlissen,The main plunger 12 is with a pilot cylinder bore 32 provided, which via radial bores 34 arranged at the left end with the tank backflow chamber 14 of the main body 10 cooperates. The one at the right end of the cylinder bore 32 provided passage 36 leads to the space of the small effective area of the piston 20, which is constantly is exposed to the pressure of the pilot fluid, as described below. The pilot cylinder plunger is in the bore 32 38 slidably arranged, which is provided with sealing surfaces 40 and 42, which in the drawing are shown in a neutral position and the passages 34 and 36 are worn in the actual position,
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Der Plunger 38 ist mit einem inneren Durchgang 44 versehen, der den Raum auf der linken Seite des Differentialkolbens 20 mit dem Raum auf dessen, rechter Seite verbindet. In den Plunger 38 ist ein Stift 38 eingepreßt, der in der Nut 48 des Hauptplungers 12 gehalten, wird und die Bewegung des PilotZylinders relativ zu dem Hauptplunger 12 begrenzt. Die Dichtungsflächen 40 und 42 steuern den Zugang und Abgang des Pilotflüssigkeitsdrukkes von und zu der großen Wirkfläche des Kolbens 20 und bewirken, daß der Plunger 12 den Verschiebungen des Plungers 38 folgt bzw, dessen Bewegungen wiederholt«The plunger 38 is provided with an inner passage 44, the space on the left side of the differential piston 20 with the space on the right side thereof connects. A pin 38 is pressed into the plunger 38, held in the groove 48 of the main plunger 12 and the movement of the pilot cylinder relative to the main plunger 12 limited. The sealing surfaces 40 and 42 control the entry and exit of the pilot liquid pressure from and to the large effective area of the piston 20 and cause the plunger 12 to follow the displacements of the plunger 38 or whose movements repeat «
Der Pilotzylinderplunger 38 ist mit einer Aussparrung versehen, in welche ein Arm 52 eines auf der Welle 54 sitzenden schwenkbaren zweiarmigen Hebels eingreift. Die Welle 54 ist durch die Wandung des Pilotkörpers 22 hindurchgeführt und kann mit einer beliebigen. Betätigungsvorrichtung verbunden sein, z«,B, mit einem externen Betätigungshebel, der über ein geeignetes Verbindungssys- xem mit dem Handgriff des Bedieners verbunden ist. Die Oberseite des Pilotkörpers 22 ist mit einem Deckel 60 verschlossen, in welchem ein Flüssigkeitsstutzen 64 für den Anschluß einer geeigneten Pilot-Druckflüssigkeitsquelle vorgesehen ist. Über den in dem Deckel 60 Torgesehenen Kanal 66 und einen Durchgang im Pilotleorper 22 wird die Druckflüssigkeit", der Bohrung 26 (Kuaim-ei*) auf der linken Seite des DiXTerentialkolbens 20 \md gleicii-The pilot cylinder plunger 38 is provided with a recess into which an arm 52 of a pivotable two-armed lever seated on the shaft 54 engages. The shaft 54 is passed through the wall of the pilot body 22 and can with any. The actuating device can be connected, e.g., B, to an external actuating lever which is connected to the operator's handle via a suitable connection system. The top of the pilot body 22 is closed with a cover 60, in which a fluid connector 64 is provided for the connection of a suitable pilot pressure fluid source. Via the channel 66 seen in the cover 60 and a passage in the pilot valve 22, the pressure fluid ", the bore 26 (Kuaim-ei *) on the left side of the differential piston 20 \ md is the same.
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zeitig über die Bohrung 36 dem Pilotzylinder selbst zugeführt» early supplied to the pilot cylinder itself via the bore 36 »
In dem Deckel 60 ist ein Entlastungsplunger 70 gelagert, der mit dem zweiten Arm des Hebels 52 und mit einer Federzentriervorrichtung 82 verbunden ist. Ein Entlastungssteuermagnet ist mit 62 gekennzeichnet. Der Hauptplunger 12 ist mit einer Bohrung 84 versehen, die koaxial zur Bohrung 32 des Pilotzylinders verläuft und eine Verjüngung 86 besitzt, die über die Radialbohrung 88 mit der Nut 21 im Hauptplunger 12 zusammenwirkt. Mit dem Stift 90 wird in der Bohrung 84 ein Hilfs-Pilotzylinderkörper 92 gehalten, welcher mit einer Zentrumsbohrung 94 versehen ist, in der ein Plunger 96 gleitet. Der Zylinderkörper enthält Kammern 98, die normalerweise mit dem Pilotplunger 96 geschlossen sind. Mit einer Feder 100 wird der Pilotplunger in der rechten Endlage an dem Rückhaltering 102, wie mit Pig, 2 gezeigt, gehalten. Die Dichtungsscheibe 104 begrenzt einen in der Bohrung 94 des Körpers ausgebildeten Absatz und wirkt als Kontrollzylinderöffnung für den Flüssigkeitsstrom aus den Kammern 98 auf das rechte Ende des Hilfszylinders. Der Stift im rechten Ende des Pilot-Hilfszylinderplungers 96 wirkt als Anschlag und dient dazu, den Hilfspiiotplunger mittels des Hauptpilotplungers 38 nach linke zu verschieben, nachdem der Hauptpilotplunger "überfahreni! w^rdsn ist.A relief plunger 70, which is connected to the second arm of the lever 52 and to a spring centering device 82, is mounted in the cover 60. A relief control magnet is identified by 62. The main plunger 12 is provided with a bore 84 which runs coaxially to the bore 32 of the pilot cylinder and has a taper 86 which cooperates with the groove 21 in the main plunger 12 via the radial bore 88. With the pin 90 an auxiliary pilot cylinder body 92 is held in the bore 84, which is provided with a center bore 94 in which a plunger 96 slides. The cylinder body contains chambers 98 which are normally closed with the pilot plunger 96. With a spring 100, the pilot plunger is held in the right end position on the retaining ring 102, as shown with Pig, 2. The sealing washer 104 defines a shoulder formed in the bore 94 of the body and acts as a control cylinder opening for the flow of liquid from the chambers 98 to the right-hand end of the auxiliary cylinder. The pin in the right end of the pilot-Hilfszylinderplungers 96 acts as a stop and serves to move the Hilfspiiotplunger means of Hauptpilotplungers 38 to left after the Hauptpilotplunger "i run over! W ^ rdsn.
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Der Hauptplunger 12 wird normalerweise durch, den Pilotflüssigkeitsdruck, der auf den Differentialkolben. einwirkt, und unter der Steuerung des Wiederhol-PilotZylinders 38 verschoben. In dem Falle jedoch, wenn ein Druckabfall entweder durch einen Motorschaden oder durch Unterbrechungen in der Pilotspeiseleitung auftritt, wird es unmöglich, den Hauptplunger aus seiner federzentrierten Lage heraus allein mit dem Pilotzylinder 38 wegzuschieben. Wenn die Lastvorrichtung, z.B, ein gefüllter Ladeeimer (Schaufel), in einem solchen Fall in angehobener Stellung sich befindet, erzeugt das Gewicht des Eimers einen !flüssigkeitsdruck in der Motorkammer 17, weil die Flüssigkeit in. dieser Kammer mit der Nut 21 des Plungers 12 abgesperrt ist. Bewegt der Bediener nun den Steuerhebel um den Eimer herabzulassen, so wird dabei der Wiederhol-Zylinderplun-· ger 33 ebenfalls bewegt und der Kanal 36 für die Zuführung der Druckflüssigkeit auf die große Wirkfläche des Kolbens 20 geöffnet. Der Hauptplunger wird dabei aber nicht bewegt, weil kein Pilotdruck vorhanden ist. Wenn jedoch der Hauptpilotzylinder weiter bewegt wird, wird auch der Hilfs-Pilotzylinder nach links mit dem Stift 106 verschoben. Dadurch wird die Kammer 98 geöffnet und die abgesperrte Druckflüssigkeit über die Prüfzylinder-Dichtungsscheibe 104 und den inneren Hohlraum des Wiederhol-Pilotzylinders auf beide Seiten des Betätigungskolbens, geleitet. Dadurch wird der Hauptplunger 12 nach links verschoben und die Kammer 17 mit der Tank-KammerThe main plunger 12 is normally controlled by the pilot fluid pressure acting on the differential piston. acts, and moved under the control of the repeat pilot cylinder 38. However, in the event that a pressure drop occurs either from engine failure or from interruptions in the pilot feed line, it becomes impossible to push the main plunger out of its spring-centered position with the pilot cylinder 38 alone. If the load device, e.g. a filled loading bucket (shovel), is in a raised position in such a case, the weight of the bucket creates a liquid pressure in the motor chamber 17, because the liquid in this chamber with the groove 21 of the plunger 12 is locked. If the operator now moves the control lever to lower the bucket, the repeating cylinder plunger 33 is also moved and the channel 36 is opened for the supply of the pressure fluid to the large effective surface of the piston 20. The main plunger is not moved because there is no pilot pressure. However, if the main pilot cylinder is moved further, the auxiliary pilot cylinder is also shifted to the left with the pin 106. As a result, the chamber 98 is opened and the shut-off pressure fluid is passed over the test cylinder sealing washer 104 and the inner cavity of the repeat pilot cylinder on both sides of the actuating piston. This moves the main plunger 12 to the left and the chamber 17 with the tank chamber
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19 verbunden, wodurch es möglich, wird, den beladenen Eimer herabzulassen«19 connected, which makes it possible to use the loaded To lower buckets "
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |